Page 103 - 无损检测2023年第九期

江海军, 等:

红外无损检测图像处理方法的对比

2.3 独立成分分析技术 信噪比。 LIU 等 [ 28 ] 采用涡流脉冲热成像技术检测
独立成分分析( ICA ) 技术是从获得的多种观测 复合材料人工分层缺陷, 用主成分分析、 独立成分分
信号中提取出独立信号。观测信号是一个线性组 析、 脉冲相位法3种算法对红外序列图像进行处理,
合, 该组合由多个独立的分量构成, ICA 就是一个 结果表明独立成分分析算法在处理深度缺陷时表现
解混过程, 最终获得的图像具有非高斯特征。对红 更好。袁丽华等 [ 29 ] 对复合材料冲击损伤进行了提
外图像序列进行盲源分离, 目的是把隐含的独立信 取, 由重构矩阵得到独立成分特征图像, 从而获得最
号分离开 [ 25-26 ] 。 WANG 等 [ 27 ] 对包覆层高硅氧酚醛 大损伤长径和损伤短径的缺陷表征量。图像的独立
树脂板材缺陷进行了检测, 研究对比了主成分分析、 成分分析结果如图7所示, 可见, 相对于主成分分析
独立成分分析、 脉冲相位法算法对红外序列图像的 结果图像, 其显示的试件表面纹理信息更少, 更多的
处理效果, 结果表明独立成分分析算法能显著提高 是试件的内部信息。

图7 图像的独立成分分析法处理结果

2.4 脉冲相位法 脉冲相位法对复合材料进行了研究分析, 试验结
脉冲相位法( PPT ) 从红外图像序列中提取相 果表明脉冲相位法用于复合材料检测是可行的。
位, 通过相位差来判定缺陷信息, 结合了脉冲激励技 陶胜杰等 [ 32 ] 研究了脉冲相位法, 结合热扩散深度
术和脉冲锁相技术的优点。其核心是对红外图像序 提出了最佳采样长度估算公式, 提高了相位计算
列进行傅里叶变换, 可以消除表面加热不匀、 表面发 速度。图像的脉冲相位法结果如图 8 所示, 可见
射率的影响。该方法对空域内噪声有一定的抑制作 其能得到不同频率下的振幅和相位信息, 以及缺

用, 可以提高图像的对比度 [ 30 ] 。刘颖韬等 [ 31 ] 采用 陷的深度信息。

图8 图像的脉冲相位法处理结果
2.5 二阶导峰值法 测可行性, 结果表明 PSDT 对缺陷深度的测量精
二阶导峰值法( PSDT ) 以热波信号重建技术 度为0.36%~20% , 测量误差主要受三维热扩散
为基础, 将双对数曲线( 对数温差 - 对数时间) 的二 的影响。 ZENG 等 [ 35 ] 采用 PSDT 对铝和不锈钢平
阶峰值时间作为特征时间, 不需要选择非缺陷区 底孔缺陷进行了深度测量, 得到了可靠性较高的
域作为参考区域。 PSDT 用于深度测量时, 不会因 测量结果。上述研究主要对单个像素点的单条曲
为参考信号引入误差。线性拟合二阶导峰值时间 线进行研究, 文章重塑了 PSDT 算法并获取了整
与试件深度的平方, 再将二阶导峰值时间代入拟 幅图像的深度信息, 如图9 ( a ) 所示, 对应的是图像
合参数便可计算出缺陷深度信息。王中华等 [ 33 ] 采 中5个点的二阶导曲线, 求出该曲线的二阶导峰
用 PSDT 对不锈钢平底孔缺陷进行了测量, 获得 值, 二阶导峰值对应时间构成的峰值时间图像如

了缺陷深度信息。李美华等 [ 34 ] 通过 ANSYS软件 图9 ( b ) 所示; 二阶导峰值构成了峰值图像, 如图
模拟分析和试验验证了 PSDT 对平底孔缺陷的检 9 ( c ) 所示; 二阶导峰值和二阶导峰值时间图像边
5
6
2023年 第45卷 第9期
无损检测